Principio de trabajo y análisis estructural de la rueda motora

1. ¿Qué es una rueda de motor?

Rueda del motor , comúnmente conocido como rueda de motor o motor de cubo en chino, es un sistema de transmisión que instala directamente un motor eléctrico en el centro de la rueda. Es diferente de la forma en que los vehículos tradicionales transmiten energía a las ruedas a través de estructuras mecánicas complejas, como motores, cajas de cambios, ejes de transmisión y diferenciales, pero permite que el motor conduzca directamente la rotación de las ruedas.

Este diseño puede ahorrar muchas piezas de transmisión mecánica, hacer que la estructura del vehículo sea más simple y compacta, reducir el peso de todo el vehículo, reducir las pérdidas mecánicas y mejorar la eficiencia general de la transmisión. Al mismo tiempo, esta tecnología es particularmente adecuada para vehículos ligeros y de tamaño mediano, como bicicletas eléctricas, motocicletas eléctricas y vehículos eléctricos, y promueve la innovación y aplicación de la tecnología de nuevos vehículos de energía.

2. Principio de trabajo de la rueda de motor
Conversión de energía eléctrica en energía mecánica
El motor en la rueda del motor suele ser un motor de CC sin escobillas (BLDC) o un motor sincrónico de imán permanente (PMSM). Cuando la batería suministra energía al motor a través del sistema de control electrónico, la corriente fluye a través del devanado del estator para generar un campo magnético giratorio. Este campo magnético interactúa con los imanes permanentes en el rotor para generar un par mecánico.
Interacción entre el campo magnético y el rotor
El rotor generalmente está hecho de material magnético permanente de alta resistencia y se instala en el centro del eje de la rueda. Cuando el campo magnético giratorio generado por el devanado del estator actúa sobre el rotor, el rotor se verá atraído por la fuerza magnética y girará con él, lo que lleva a la rueda a girar. Este proceso es muy eficiente porque el motor conduce directamente la rueda, evitando la pérdida de energía en la transmisión mecánica tradicional.
El par impulsa directamente la rueda
Los vehículos tradicionales deben transmitir energía a través de múltiples mecanismos, como ejes de transmisión y cajas de cambios, que tienen pérdidas de fricción y eficiencia mecánicas. El diseño de la rueda del motor instala directamente el motor dentro de la rueda, y el par del motor se convierte directamente en la potencia de rotación de la rueda, mejorando en gran medida la eficiencia de la transmisión de energía y la velocidad de respuesta.
El sistema de control ajusta la velocidad y el par
El controlador del motor ajusta la amplitud y frecuencia de la corriente de suministro en tiempo real de acuerdo con los requisitos de aceleración y desaceleración del vehículo. Al controlar con precisión la velocidad y el par del motor, se garantiza el arranque suave, la aceleración y el frenado del vehículo. Al mismo tiempo, se puede lograr el frenado regenerativo, y la energía de frenado puede volver a la batería para mejorar la resistencia.

3. La estructura de la rueda del motor
Rotor
El rotor es la parte giratoria del motor, generalmente hecha de materiales imán permanentes de alto rendimiento, como el boro de hierro neodimio. Estos imanes permanentes producen un campo magnético estable y fuerte, que es la clave para la generación de torque del motor. El rotor se fija en el eje de la rueda y gira con la transmisión del motor, conduciendo directamente la rueda para girar.
Estator
El estator es una parte fija instalada dentro del cubo de la rueda. El estator consiste en un núcleo de hierro y una bobina sinuosa. Después de encender la potencia, el devanado del estator genera un campo magnético giratorio, que interactúa con el campo magnético del rotor para generar la fuerza impulsora. El diseño del estator requiere precisión y los devanados están dispuestos uniformemente para garantizar un campo magnético estable y eficiente.
Sistema de rodamiento
Los rodamientos son componentes mecánicos clave que admiten la rotación normal del rotor y las ruedas. Los rodamientos de alta calidad pueden reducir la fricción, garantizar la operación estable del rotor y el cubo, y soportar las fuerzas axiales y radiales generadas por el vehículo durante la conducción, asegurando la durabilidad y la confiabilidad del sistema de accionamiento.
Centro
El cubo no solo transporta los componentes del motor, sino que también tiene la carga mecánica de la rueda. Es la estructura básica para la instalación de neumáticos. El concentrador debe tener una buena resistencia mecánica y resistencia a la corrosión, y también proporcionar un canal de disipación de calor efectivo para que el motor evite que el motor se sobrecaliente.
Sensores y unidades de control
Para lograr un control preciso, la rueda del motor está equipada con sensores de posición (como sensores de efecto de pasillo) y sensores de temperatura. El sensor de posición se usa para detectar el ángulo y la velocidad en tiempo real del rotor y alimentarlo al controlador del motor, lo que ajusta la fase actual y la amplitud en consecuencia para lograr una regulación de velocidad precisa. El sensor de temperatura protege al motor del sobrecalentamiento y el daño.

4. Ventajas de la rueda del motor

Estructura compacta y ahorro de espacio: se elimina el complejo sistema de transmisión, el motor y la rueda se combinan en uno, y el volumen de todo el vehículo se reduce.

Reducción de la pérdida de transmisión mecánica y mejora de la eficiencia: la fricción y la pérdida de energía se reducen al eliminar los enlaces intermedios, como las cadenas de transmisión y los engranajes.

Mantenimiento simple, no es necesario lubricar cadenas o engranajes: reducir los costos de desgaste y mantenimiento de las piezas mecánicas.

Respuesta rápida y transmisión de energía directa: aceleración corta y tiempo de respuesta de frenado, experiencia de conducción más sensible.

El control inteligente y el frenado regenerativo fácil de lograr: la gestión eficiente de la energía se logra a través de sistemas de control electrónico para mejorar el rendimiento de la resistencia.

5. Áreas de aplicación
La rueda del motor se usa ampliamente en:
Bicicletas eléctricas y motocicletas eléctricas: luz, fácil de instalar, alta eficiencia y mejorar la experiencia de los viajes de corta distancia en las ciudades.

Vehículos eléctricos: especialmente los micro vehículos urbanos, simplifican la estructura y mejoran la respuesta de energía.
Equipo de automatización industrial: pequeños robots, AGV (vehículos guiados automáticos) y otros campos, porque son eficientes y compactos.

Los dispositivos móviles inteligentes: como scooters eléctricos, sillas de ruedas eléctricas, etc., son fáciles de integrar y controlar.